用于车辆液压控制回路的异常检测设备 【技术领域】
本发明涉及异常检测设备的改进，所述异常检测设备用于检测出现在车辆液压控制回路中的异常。
背景技术
一般而言，通过使用从预定的液压控制回路供应的工作油，啮合/合上或者分离/释放自动变速器中所包括的多个液力摩擦啮合设备，来控制车辆的自动变速器。近年来，广泛使用了这样的自动变速器，即其中所述多个液力摩擦啮合设备中的每个都由专用的电磁控制阀来控制。用这样的自动变速器，可以获得优异的可控性。但是，当多个电磁控制阀中出现异常时，自动变速器可能会工作不正常。因此，提出了用于检测多个电磁控制阀中所出现的异常的技术。上述技术的一个示例被应用到，日本早期公开专利No.2003-49937中所公开的用于自动变速器的液压控制设备。这种用于自动变速器的液压控制设备在安全阀下游侧上包括检测液压的液压开关。因此，可通过单个液压开关，来检测多个电磁控制阀中出现的异常。
但是在传统技术中，当确定在不应该供应液压的状态下液压开关“接通”时，就无法确定液压被输出是由于电磁控制阀中地异常，还是由于液压开关中的异常。也就是说在当前条件下，还没有开发出能可靠检测车辆液压控制回路中所出现异常的异常检测设备。
【发明内容】
本发明是在考虑到上述情形下做出的。本发明的一个目的就是提供一种能可靠检测车辆液压控制回路中所出现异常的异常检测设备。
为了达到上述目的，提供了一种检测液压控制回路中所出现异常的异常检测设备，所述液压控制回路包括产生与从电子控制单元供应的信号相对应的液压的电磁控制阀，和当所述电磁控制阀所产生的所述液压等于或高于预定值时被“接通”的液压开关，所述异常检测设备的特征在于包括异常检测装置，其用于在点火开关从“接通”变成“断开”之后将所述电子控制单元的电源保持“接通”达预定的时间，并在所述预定时间内检测在所述液压控制回路中出现的异常。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆液压控制回路的异常检测方法，所述异常检测方法用于检测液压控制回路中出现的异常，所述液压控制回路包括产生与从电子控制单元供应的信号相对应的液压的电磁控制阀，和当所述电磁控制阀所产生的所述液压等于或高于预定值时被“接通”的液压开关。所述异常检测方法包括以下步骤：在点火开关从“接通”变成“断开”之后将所述电子控制单元的电源保持“接通”达预定的时间；以及在所述预定时间内检测在所述液压控制回路中出现的异常。
用上述异常检测设备和异常检测方法，在点火开关从“接通”变成“断开”之后将电子控制单元的电源保持“接通”达预定的时间，并在这段预定时间内检测在液压控制回路中出现的异常。因此，可以将能由电磁控制阀产生液压的状态与不能从电磁控制阀产生液压的状态进行比较。结果，可以确定异常是出现在液压开关中还是除液压开关之外的其他元件中，例如电磁控制阀。也就是说，可以可靠地检测车辆液压控制回路中出现的异常。
同样优选地，所述异常检测装置包括液压开关异常检测装置，其用于确定所述液压开关是否保持“接通”达所述预定时间，当所述液压开关异常检测装置做出肯定的判断时就确定在所述液压开关中出现了异常，当所述液压开关异常检测装置做出否定的判断时就确定在所述液压控制回路中的除所述液压开关之外的其他元件中出现了异常。
同样优选地，所述异常检测方法还包括以下步骤：确定所述液压开关是否保持“接通”达所述预定时间；当做出肯定的判断时，就确定在所述液压开关中出现了异常；当做出否定的判断时，就确定在所述液压控制回路中的除所述液压开关之外的其他元件中出现了异常。
用上述异常检测设备和异常检测方法，可以确定异常是出现在液压开关中还是液压控制回路中除液压开关之外的其他元件中。
同样优选地，当在上述确定中做出否定的判断时，就确定在所述电磁控制阀中出现了异常，以及另外确定在所述电磁控制阀和所述液压开关之间的油路中出现了异常。
在上述异常检测设备中，同样优选的是当在所述电磁控制阀所产生的所述液压应该低于所述预定值的情况下所述液压开关被“接通”时，所述异常检测装置就检测所述液压控制回路中出现的异常。
在上述异常检测方法中，同样优选的是包括这样的步骤，即当在所述电磁控制阀所产生的所述液压应该低于所述预定值的情况下所述液压开关被“接通”时，就检测所述液压控制回路中出现的异常。
用上述异常检测设备和异常检测方法，通过按需要检测出现在液压控制回路中的异常，没有进行不必要的控制。
【附图说明】
通过结合以下附图来阅读本发明优选实施例的详细描述，可以更好地理解本发明的上述和其他目的、特征、优点以及技术和工业重要性，所述附图中：
图1是示意性地示出动力传动设备的视图，动力传动设备应用了根据本发明实施例的、用于车辆液压控制回路的异常检测设备；
图2是一张表，示出了用于获得图1中自动变速器的每个换档档位的离合器和制动器的啮合/合上与分离/释放状态；
图3是示出车辆中所设电气系统的框图，该电气系统用于控制图1中所示的动力传动设备；
图4是简略示出图3中所示液压控制回路的主要部分的视图；
图5是示出图3中所示电子控制单元的控制功能的主要部分的功能框图；
图6的时间图示出了在图3中所示的点火开关从“接通”变成“断开”之后从液力泵所输出液压的衰减，以及当液压开关在正常工作时根据这种衰减的信号变化；以及
图7A和7B是描述液压控制回路异常确定操作的主要部分的流程图，其由图3中所示的电子控制单元执行。
【具体实施方式】
在以下描述和附图中，将参考示例性实施例对本发明进行更详细的描述。
图1是示意性地示出动力传动设备10的视图，动力传动设备10应用了根据本发明实施例的、用于车辆液压控制回路的异常检测设备。动力传动设备10包括横向式的自动变速器16，并被恰当地应用到FF(发动机前置-前驱)车辆。在动力传动设备10中，由发动机12产生的驱动力作为运行的驱动动力源，经由变矩器14、自动变速器16、差速齿轮单元(未示出)和一对车轴而传递到右轮和左轮。
发动机12是内燃机，例如汽油发动机，其通过使喷入汽缸的燃油燃烧来产生驱动力。变矩器14包括：泵轮18，其耦合到发动机12的曲轴；涡轮转子22，其耦合到自动变速器16的输入轴20；定轮26，其经由单向离合器27而耦合到自动变速器16的壳体(变速器外壳)24。在变矩器14中，通过流体来传递动力。锁止离合器28被设置在泵轮18和涡轮转子22之间，并在啮合状态、滑动状态和分离状态之间切换。通过将锁止离合器28完全啮合，泵轮18和涡轮转子22就一体地旋转。
自动变速器16在同一轴上包括：第一换档部分32，主要由单级行星齿轮式(single pinion type)的第一行星齿轮组30构成；和第二换档部分38，主要由单级行星齿轮式的第二行星齿轮组34和二级行星齿轮式的第三行星齿轮组36构成。在自动变速器16中，输入轴20的转速被改变并从输出齿轮40输出。输出齿轮40经由副轴(未示出)或者直接与差速齿轮单元相啮合。因为自动变速器16相对于中心线基本对称，所以在图1中省略了其下半部。
构成第一换档部分32的第一行星齿轮组30，包括三个旋转元件，即太阳轮S1、行星轮架CA1和齿圈R1。当太阳轮S1被耦合到输入轴20而被旋转驱动，并且齿圈R1经由第三制动器B3被固定到壳体24而不能转动时，作为中间输出构件的行星轮架CA1的转速就相对于输入轴20的转速被减小了。在构成第二换档部分38的第二行星齿轮组34和第三行星齿轮组36中，第二行星齿轮组34的一部分和第三行星齿轮组36的一部分被彼此耦合，从而实现了四个旋转元件RM1到RM4。更具体地说，第一旋转元件RM1由第三行星齿轮组36的太阳轮S3构成，通过将第二行星齿轮组34的齿圈R2和第三行星齿轮组36的齿圈R3耦合来构成第二旋转元件RM2，通过将第二行星齿轮组34的行星轮架CA2和第三行星齿轮组36的行星轮架CA3耦合来构成第三旋转元件RM3，第四旋转元件RM4由第二行星齿轮组34的太阳轮S2构成。也就是说，在第二行星齿轮组34和第三行星齿轮组36中，行星轮架CA2和行星轮架CA3构成一个共同的构件，齿圈R2和齿圈R3构成一个共同的构件，并且第二行星齿轮组34的行星齿轮也作为第三行星齿轮组36的二级行星齿轮。第二行星齿轮组34和第三行星齿轮组36的构成就是所谓的“Ravigneaux式”。
第一旋转元件RM1(太阳轮S3)被整体耦合到第一行星齿轮组30的行星轮架CA1，行星轮架CA1是中间输出构件，并通过第一制动器B1有选择地耦合到壳体24以使其转动被停止。第二旋转元件RM2(齿圈R2和R3)经由第二离合器C2有选择地耦合到输入轴20，并通过第二制动器B2有选择地耦合到壳体24以使其转动被停止。第三旋转元件RM3(行星轮架CA2和CA3)被整体耦合到输出齿轮40，并输出其转动动力。第四旋转元件RM4(太阳轮S2)经由第一离合器C1而有选择地耦合到输入轴20。第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3中的每个都是通过液压缸来摩擦啮合的多片式摩擦啮合设备。
图2的表示出了这些离合器和制动器的啮合/合上状态和分离/释放状态，以实现自动变速器16的每个换档档位。在表中，圆圈表示啮合/合上状态，空白的列表示分离/释放状态。如图2所示，在自动变速器16中，通过啮合第一离合器C1并合上第二制动器B2来实现第一速度。通过释放第二制动器B2并合上第一制动器B1来实现从第一速度到第二速度的换档(1→2换档)。通过释放第一制动器B1并合上第三制动器B3来实现从第二速度到第三速度的换档(2→3换档)。通过释放第三制动器B3并啮合第二离合器C2来实现从第三速度到第四速度的换档(3→4换档)。通过分离第一离合器C1并合上第三制动器B3来实现从第四速度到第五速度的换档(4→5换档)。通过释放第三制动器B3并合上第一制动器B1来实现从第五速度到第六速度的换档(5→6换档)。通过将第二制动器B2和第三制动器B3都合上来实现倒档。
根据第一行星齿轮组30的传动比ρ1、第二行星齿轮组34的传动比ρ2和第三行星齿轮组36的传动比ρ3，来恰当地设置每个换档档位的传动比。在此情况中，传动比ρ通过将太阳轮的齿数除以齿圈的齿数(ρ＝太阳轮的齿数/齿圈的齿数)而得到。例如，通过将传动比ρ1设为大约0.60、将传动比ρ2设为大约0.46以及将传动比ρ3设为大约0.43，就得到了图2所示的传动比，传动比步进值(各换档档位的传动比之间的比)大致合适，总的传动比范围(＝3.194/0.574)约为相对较大的5.6，倒档的传动比也合适，并且可整体得到合适的传动比特性。
图3是示出车辆中所设电气系统的框图，该电气系统用于控制动力传动设备10。图3中所示的电子控制单元42是所谓的微计算机，其包括CPU、ROM、RAM、接口等等。电子控制单元42通过根据预先存储在ROM中的程序处理输入信号来进行各种控制。在电子控制单元42中输入各种信号，例如：来自点火开关44的开关“接通/断开”信号；来自发动机转速传感器的指示发动机转速NE的信号；来自发动机冷却剂温度传感器的指示发动机冷却剂温度TW的信号；来自发动机进气温度传感器的指示发动机进气温度TA的信号；来自节气门开度传感器的指示节气门开度θ TH的信号；来自加速踏板行程传感器的指示加速踏板行程θAC的信号；来自制动器开关的指示制动器操作的信号；来自车速传感器的指示车速V的信号；来自换档杆位置传感器的指示换档杆在前后方向上的位置的信号；来自换档杆位置传感器的指示换档杆在左右方向上的位置的信号；来自涡轮转速传感器的指示作为涡轮转子22转速的输入转速NIN的信号；指示作为自动变速器16的输出齿轮40的转速的输出转速NOUT的信号；指示从油温传感器46供应到自动变速器16的工作油油温TAT的信号；指示换档方式改变开关的操作位置的信号；来自液压开关的指示液力摩擦啮合设备的啮合状态的信号，这些液压开关是分别在液力摩擦啮合设备第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3中设置的C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56；来自ABS的电子控制单元的信号；来自VSC/TRC的电子控制单元的信号；和来自空调机的电子控制单元的信号。
同时，从电子控制单元42输出各种信号，例如：到燃油喷射阀58的燃油喷射信号；到点火器60的点火信号；到起动器的驱动信号；到换档位置指示器的指示信号；到ABS的电子控制单元的信号；到VSC/TRC的电子控制单元的信号；和到空调机的电子控制单元的信号。而且，输出用于控制驱动线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4、SL5、SLU和SLT的信号，这些线性电磁阀是位于液压控制回路62中的电磁控制阀，用来控制自动变速器16的操作。
图4是简略示出液压控制回路62的主要部分的视图。图4中所示的液力泵64例如是机械液力泵，其根据发动机12的旋转驱动在预定液压下送出已流回到过滤器66的工作油。第一调节阀68调节从液力泵64供应的液压，以得到管路压力PL。电磁调节阀70调节从第一调节阀68供应的管路压力PL以得到调节压力PM，并将调节压力PM供应到线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4、SL5等等。线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4和SL5根据来自电子控制单元42的信号，来调节电磁调节阀70供应的调节压力PM，以分别得到第一离合器控制压力PC1、第二离合器控制压力PC2、第一制动器控制压力PB1、第二制动器控制压力PB2和第三制动器控制压力PB3，并将这些压力分别供应给第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3。
在电磁调节阀70的上游侧设置油温传感器46，其用于检测将要供应给自动变速器16的工作油的温度。在电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4和SL5的下游侧，分别设置C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56。当提供了用于啮合第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3的液压时，也就是说当第一离合器控制压力PC1、第二离合器控制压力PC2、第一制动器控制压力PB1、第二制动器控制压力PB2和第三制动器控制压力PB3分别等于或大于预定值时，C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56向电子控制单元42提供预定信号。
图5是示出电子控制单元42控制功能的主要部分的功能框图。当电磁控制阀即线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4和SL5所产生的液压应低于预定值时，图5中示出的预异常检测设备72确定电磁控制阀中设置的液压开关，即C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56是否被“接通”。电磁控制阀所产生的液压应低于预定值的情况，例如是当发动机启动时，即紧跟着点火开关44从“断开”变成“接通”时，或者当摩擦啮合设备对应于与图2所示的表中空白列相应的液力摩擦啮合设备，即在换档时不应啮合的液力摩擦啮合设备时。
当预异常检测设备72做出肯定的判断时，换档限制设备74对换档到预定换档档位进行限制。也就是说，对于与被预异常检测设备72做出肯定判断的液压开关相应的液力摩擦啮合设备，预异常检测设备72对换档到除其中该液力摩擦啮合设备被啮合的换档档位之外的换档档位进行限制。例如，当预异常检测设备72确定了C1液压开关48(对应于第一离合器C1)“接通”时，就禁止换档到第五速度和第六速度。
当预异常检测设备72做出肯定的判断时，在点火开关44从“接通”变成“断开”之后，即在停止发动机12的驱动之后，电源“接通”保持设备76将电子控制单元42的电源保持“接通”预定的时间。如图6所示，紧接着点火开关44在时刻t1时从“接通”变成“断开”之后，从液力泵64输出的液压就开始降低，并被单调地衰减直到液压在时刻t2时变成“0”。电子控制单元42的电源被电源“接通”保持设备76保持“接通”的预定时间，是图6中所示的预定时间Δt，即直到从液力泵64输出的液压变成“0”的时间。
异常检测设备78在电子控制单元42的电源被电源“接通”保持设备76保持“接通”的预定时间内，检测在液压控制回路62中出现的异常。优选地，仅仅在预异常检测设备72做出肯定的判断之后才进行这样的检测；异常检测设备78包括液压开关异常检测设备80，液压开关异常检测设备80确定被预异常检测设备72做出肯定判断的液压开关是否被保持“接通”达预定时间；并且当液压开关异常检测设备80做出肯定的判断时，就确定在被预异常检测设备72做出肯定判断的液压开关中出现了异常。当液压开关异常检测设备80做出否定的判断时，即当预异常检测设备72做出肯定判断的液压开关在预定时间内“断开”时，就确定在与被预异常检测设备72做出肯定判断的液压开关相应的电磁控制阀中出现了异常，或者是电磁控制阀和液压开关之间的油路中出现了异常。当液压开关工作正常时，如图6所示，液压开关的信号根据从液力泵64输出的液压的降低而被“断开”。因此，通过在发动机12的驱动停止并且电子控制单元42的电源保持“接通”的预定时间内，检测在液压控制回路62中出现的异常，可以确定该异常是由液压开关引起的，还是电磁控制阀引起的。
图7A和7B是描述液压控制回路62异常确定操作的主要部分的流程图，其由电子控制单元42执行。以从几个毫秒到几十个毫秒的相当短的周期反复地执行该流程图中所示的例程。
首先，在与预异常检测设备72相应的步骤S1(以下简单地称为“S1”，可以同样地应用到其他步骤)中确定了，在电磁控制阀即线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4和SL5所产生的液压应该等于或低于预定值的状态下，这些电磁控制阀中设置的液压开关即C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56是否被“接通”。当在S1中做出否定的判断时，该例程结束。相反，当在S1中做出肯定的判断时，接着在与换档限制设备74相应的S2中，对于与在S1中做出肯定判断的液压开关相应的液力摩擦啮合设备，对换档到除其中该液力摩擦啮合设备被啮合的换档档位之外的换档档位进行限制。接着在步骤S3中，确定点火开关44是否从“接通”变成“断开”。只要在S3中做出否定的判断，就反复执行S3，过程不会前进到S4。相反，当在S3中做出肯定的判断时，就在S4中保持电子控制单元42的电源“接通”。
接着在步骤S5中，确定发动机转速NE为0的状态是否持续了预定的时间。只要在S5中做出了否定的判断，就反复执行S5，过程不会前进到S6。相反，当在S5中做出肯定的判断时，接着在与液压开关异常检测设备80相应的S6中，确定在S1中做出肯定判断的液压开关是否被保持“接通”达预定的时间。当在S6中做出肯定的判断时，接着在S7中，确定在S1中做出肯定判断的液压开关中出现了异常。然后，在S9中“断开”电子控制单元42的电源，之后该例程结束。相反，当在S6中做出否定的判断时，确定在液压控制回路中，除S1中做出肯定判断的液压开关之外的元件中出现了异常。例如，在S8中，确定在与S1中做出肯定判断的液压开关相应的电磁控制阀中出现了异常(阀卡住了)，或者是电磁控制阀和液压开关之间的油路中出现了异常。然后，在S9中“断开”电子控制单元42的电源，之后该例程结束。在上述控制中，S4、S5和S9对应于电源“接通”保持设备76，而S6到S8对应于异常检测设备78。
根据该实施例，提供了异常检测设备78(S6到88)，其在点火开关44从“接通”变成“断开”之后将电子控制单元42的电源保持“接通”达预定的时间，并在这段预定时间内检测在液压控制回路62中出现的异常。因此，可以将从电磁控制阀即线性电磁阀SL1、SL2、SL3、SL4和SL5可以产生液压的状态，与从上述阀不能产生液压的状态进行比较。于是，可以从这些电磁控制阀和液压开关即C1液压开关48、C2液压开关50、B1液压开关52、B2液压开关54和B3液压开关56中，确定出现了异常的液压开关。也就是说，可以提供能准确检测车辆液压控制回路中出现的异常的异常检测设备。
而且，异常检测设备78包括液压开关异常检测设备80(S6)，其确定液压开关是否保持“接通”了预定时间。当液压开关异常检测设备80做出肯定的判断时，就确定在液压开关中出现了异常。当液压开关异常检测设备80做出否定的判断时，就确定在电磁控制阀中出现了异常。因此，可以恰当地确定异常是出现在电磁控制阀中还是液压开关中。
当在电磁控制阀所产生的液压应该低于预定值的情况下液压开关被“接通”时，异常检测设备78检测出现在液压控制回路62中的异常。于是，通过按需要检测出现在液压控制回路中的异常，没有进行不必要的控制。
虽然已参考优选实施例详细描述了本发明，但是本发明并不限于上述实施例，并且本发明可以各种其他实施例来实现。
例如，在上述实施例中，说明是针对其中提供了机械液力泵64的动力传动设备10的，机械液力泵64根据发动机12的旋转驱动来产生液压。但是，本发明可以应用到其中设置了电动液力泵的动力传动设备。在此情况下，当点火开关44从“接通”变成“断开”时停止电动液力泵的驱动。同样，当点火开关44从“断开”变成“接通”时启动电动液力泵的驱动。
同样，在上述实施例中，本发明被应用到设有多级自动变速器16的车辆，该自动变速器16包括多个行星齿轮组。但是，本发明也可应用到包括带式或环式无级变速器的车辆，该变速器中传动比可以连续改变。
同样，在上述实施例中，设置了多个液力摩擦啮合设备和多个液压开关，使得每个液力摩擦啮合设备都具有专用的液压开关。但是，本发明可以应用到包括实施例中的液压控制回路的车辆，其中用一个液压开关或者数量小于液力摩擦啮合设备的数量的多个液压开关，来确定多个液力摩擦啮合设备的啮合状态。
提供了异常检测设备78，以在点火开关44从“接通”变成“断开”之后将电子控制单元42的电源保持“接通”达预定的时间，并在这段预定时间内检测在液压控制回路62中出现的异常。因此，可以将能由电磁控制阀产生液压的状态与不能从电磁控制阀产生液压的状态进行比较。结果，可以确定异常是出现在电磁控制阀中还是液压开关中。也就是说，可以提供能可靠检测车辆液压控制回路中出现的异常的异常检测设备。